Dimensionamento de um reator de pirólise para produção de bio-óleo

• Autor(a) principal: Pinto, Joel Sampaio
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/19693
• topic: Leito fluidizado circulante; Pirólise; Bio-óleo; Serrim; Circulating fluidized bed; Pyrolysis; Bio-oil; Sawdust

O objetivo deste trabalho foi o dimensionamento de um reator de leito fluidizado circulante para a pirólise de biomassa, com a finalidade de produzir bio-óleo. Como forma de aumentar eficiência energética do processo e torná-lo o mais autossuficiente possível, incorporou-se uma câmara de combustão para a queima do carbonizado produzido. A metodologia utilizada para dimensionar o reator permitiu garantir as condições ótimas para a produção do bio-óleo, como a temperatura, e o tempo de residência, mas respeitando as restrições impostas pela hidrodinâmica do leito. O reator foi dimensionado segundo dados experimentais do trabalho de Park et al.(2019) [1] para realizar os balanços de massa. Tendo em conta esses dados, a biomassa alimentada ao reator será o serrim com um caudal mássico, em base total, de 4 kg/h; o rendimento em bio-óleo previsto é de 60 %; e por sua vez, prevê-se um rendimento em gases de 25% e 15% em carbonizado (em base total). Com a finalidade de otimizar a produção de bio-óleo, o riser do reator opera a 500ºC e os gases circulam nestas condições num tempo de residência médio de 0,48 segundos. O meio fluidizante foi o ar que circula no riser a uma velocidade superficial de 4,77 m/s. Os sólidos inertes circulam pelo reator com um fluxo mássico de 28,6 kg/(m2 ∙s). O reator foi dimensionado com um diâmetro de 3,5 cm e uma altura de 2 metros. Considera-se um diâmetro demasiado reduzido, podendo afetar a estabilidade da operação do reator. A câmara de combustão foi dimensionada com um diâmetro de 9 cm e uma altura de 0,4 metros. Foram ainda dimensionados um ciclone para a separação das partículas sólidas dos gases/vapores produzidos, e um distribuidor de ar.